Кредит за изображение: НАСА
Когато космическият кораб "Вояджър" ципира покрай Сатурн през 1980/81 г., те задвижват екваториалните ветрове с пръстени с екваториална скорост със скорост 1700 км / ч. Въпреки че екваториалните ветрове са се забавили, други струи по-далеч от екватора все още се движат със същата скорост. Това накара астрономите да повярват, че забавянето има нещо общо със смяната на сезоните на Сатурн.
Сатурн, една от най-веселите планети, наскоро претърпя неочаквана и драматична промяна във времето: екваториалните му ветрове отшумяха от бързите 1700 км / ч по време на полетите на космическите кораби Voyager през 1980-81 г. до скромните 990 км / ч от 1996 г. до 2002. Това забавяне на ветровете е открито от испано-американски екип от учени, включително Ричард Френч от колежа Wellesley в Масачузетс, който съобщава своите открития в броя от 5 юни на списанието Nature. (5 юни 2003 г., том 423, стр. 623-625)
Използвайки космически телескоп Хъбъл (HST) на пръстеновата гигантска планета, учените (А. Санчес-Лавега, С. Перес-Хойос, Дж. Ф. Рохас и Р. Хуесо от Универсидад Паис Васко в Билбао, Испания и френски от колежа Уелслей ), измерва движенията на облачните характеристики и системите за бури на пръстеновата гигантска планета.
„Една от основните мистерии в атмосферните науки е защо гигантските планети Юпитер и Сатурн - огромни сфери, съставени главно от водород и хелий, имат редуващ се модел на ветровете от изток-запад, които варират по посока на географската ширина“, обяснява Франс. „За разлика от ветровете на земни планети като Земята, които се задвижват главно от слънчевата светлина, ветровете върху гигантските планети имат допълнителен източник на енергия в топлината, която се измъква от дълбокия им интериор. Въпреки че силата на тази вътрешна топлина е само частица от слънчевата светлина на Земята, ветровете на гигантските планети са десет пъти по-интензивни от земните. “
Ролята на тези вътрешни енергийни източници за поддържане на тези силни ветрове на гигантски планети и разбирането защо максималната скорост е достигната в екватора, представляват големи предизвикателства пред теориите за движение на атмосферата в планетите и звездите.
В момента има две доста различни обяснения за системата от струи на гигантски планети. В едната крайност се смята, че ветровете се простират много дълбоко във вътрешността на планетата, докосвайки топлината, освободена от планетата, за да задвижат движенията им. В другата крайност, циркулацията на атмосферата се моделира като на земните планети, задвижвана от слънчевата топлина, отложена в плитък горен атмосферен слой. И двете обяснения имат важни недостатъци и нито едното не може да отчита силните екваториални ветрове.
Един от начините за тестване на тези модели е да се анализира дългосрочното поведение на ветровете чрез измерване на тяхната чувствителност към промените в количеството слънчева светлина поради сезонни ефекти или други влияния. Предишни проучвания показват, че ветровете на Юпитер са доста стабилни и не чувствителни към сезонните промени, но малко се знае за Сатурн, чиито приглушени облачни характеристики са много по-трудни за измерване.
Използвайки способността за висока резолюция на планетарната камера с широко поле на борда на HST, испано-американският екип успя да проследи достатъчно облачни елементи в Сатурн, за да измери скоростта на вятъра в широк диапазон от ширини. Екваториалните ветрове, измерени през 1996-2001 г., са само наполовина по-силни, отколкото бяха открити през 1980-81 г., когато космическият кораб Voyager посети планетата. За разлика от това, ветровитите струи далеч от екватора са останали стабилни и показват силна полусферична симетрия, която не е открита в Юпитер.
Различното поведение на ветровете на Сатурн може да има просто обяснение, отбелязват учените. Дългият сезонен цикъл в атмосферата на Сатурн (една година на Сатурн е около тридесет земни години) и екваториалното засенчване от гигантските пръстени на планетата могат да обяснят внезапното забавяне на екваториалните ветрове. Вместо да бъдат обвързани с дълбоката вътрешност на Сатурн, задвижвана главно от вътрешната топлина, екваториалните ветрове биха могли да бъдат отчасти плитко повърхностно явление, засегнато също и от сезонни изменения на слънчевата светлина. Всъщност екваториалният регион на Сатурн е бил разположен на гигантски системи за бури, като тези, наблюдавани през 1990 и 1994 г. Тези бури може да са предизвикали силни динамични промени, което може да доведе до наблюдаваното отслабване на екваториалните ветрове.
Друга възможност е ветровете, измерени от екипа, да са на по-голяма надморска височина, където е възможно ветровете да намаляват. В статията за Nature, екипът отбелязва, че неекваториалните ветрове на Сатурн са останали непроменени през този период, наподобяващи Юпитер в това отношение, което намеква, че тези ветрове могат да бъдат вкоренени по-дълбоко.
Нови наблюдения на HST от испано-американския екип са планирани за края на тази година. Новите данни и изображенията с висока разделителна способност, получени от орбиталната мисия НАСА-ЕКА Касини, която се очаква да пристигне в Сатурн в средата на 2004 г., ще дадат възможност на тях и на други учени да научат дали настоящият модел на вятъра ще се запази или ще се промени в течение на курса сезонен цикъл на Сатурн И в двата случая, отбелязва Франс, "тези резултати ще бъдат важни тестове за нашето теоретично разбиране на ветровете на гигантските планети."
Оригинален източник: Wellesley College News Release
